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《關(guān)于楊—米爾斯理論，有100萬的獎(jiǎng)金等著你！》由會(huì)員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在工程資料-天天文庫。
1、第二十九章：關(guān)于楊一米爾斯理論f有100萬的獎(jiǎng)金等著你!學(xué)習(xí)高等物理的人，都知道楊-米爾斯理論。但還有很多人還是不知道這個(gè)理論講了什么，有多重要，今天我們一起來看看這個(gè)理論。楊-米爾斯理論是一種基于SU(N)群的規(guī)范理論。在1953年,沃爾夫?qū)?泡利最初寫下了這類的規(guī)范理論,概括了五維的卡魯扎■克菜因理論。但他發(fā)現(xiàn)到無法讓當(dāng)中的規(guī)范玻色子帶有質(zhì)量,所以選擇不發(fā)表他的成雖然這項(xiàng)成果沒有正式寫成論文發(fā)表，但他在之后的演講中談?wù)撨^這個(gè)理論。1954年，楊振寧與羅伯特?米爾斯寫下了現(xiàn)今使用的楊-米爾斯理論,將原本可交換群的規(guī)范理
2、論（應(yīng)用的量子電動(dòng)力學(xué)）拓展到不可交換群，以解釋強(qiáng)相互作用，因此又稱作非阿貝爾規(guī)范場論。最初這個(gè)構(gòu)想并不成功O其原因在于楊-米爾斯理論的量子必須質(zhì)量為零以維持規(guī)范不變性。如果其作用粒子質(zhì)量為零，則其作用是長程作用力。然而實(shí)驗(yàn)上沒有觀察到長程力的作用。因此，這個(gè)理論在當(dāng)時(shí)并未受到重視?！钡?960年代南部陽郎、杰弗里?戈德斯通、等人開始運(yùn)用對稱性破缺的機(jī)制,從零質(zhì)量粒子的理論中去得到帶質(zhì)量的粒子,楊-米爾斯理論的重要性才顯現(xiàn)岀來。??…——靈遁者楊■米爾斯(Yang-Mills)理論，是現(xiàn)代規(guī)范場理論的基礎(chǔ)，20世紀(jì)下半
3、葉重要的物理突破,旨在使用非阿貝爾李群描述基本粒子的行為，是由物理學(xué)家楊振寧和米爾斯在1954年首先提出來的。這個(gè)理論對今天的標(biāo)準(zhǔn)模型形成起了重要作用。這一理論中出現(xiàn)的楊_米爾斯方程是一組數(shù)學(xué)上未曾考慮到的極有意義的非線性偏微分方程。首先我們還是對這兩位科學(xué)家做一個(gè)簡單的介紹吧。楊振寧，1922年10月1日出生于安徽合肥，世界著名物理學(xué)家，現(xiàn)任香港中文大學(xué)講座教授、清華大學(xué)教授、美國紐約州立大學(xué)石溪分校榮休教授,他還是中國科學(xué)院院士、美國國家科學(xué)院院士、臺(tái)灣〃中央研究院"院士、俄羅斯科學(xué)院院士、英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員，1957
4、年獲諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)；是中美關(guān)系松動(dòng)后回中國探訪的第一位華裔科學(xué)家，積極推動(dòng)中美文化交流和中美人民的互相了解；在促進(jìn)中美兩國建交、中美人才交流和科技合作等方面，做出了重大貢獻(xiàn)。而另一位科學(xué)家全名是羅伯特?勞倫斯?米爾斯（英文：RobertLaurenceMillsz1927年4月15日?1999年10月27日），美國物理學(xué)家,生于新澤西州恩格爾伍德。1956年成為俄亥俄州立大學(xué)的物理學(xué)教授。主要貢獻(xiàn)是與楊振寧合作的楊-米爾斯理論。1954年z楊一Mills規(guī)范場論（即非阿貝爾規(guī)范場論）發(fā)表。這個(gè)當(dāng)時(shí)沒有被物理學(xué)界看重的理論
5、,通過后來許多學(xué)者于20世紀(jì)60年代到20世紀(jì)70年代引入的自發(fā)對稱破缺觀念,發(fā)展成標(biāo)準(zhǔn)模型。這被普遍認(rèn)為是20世紀(jì)后半葉基礎(chǔ)物理學(xué)的總成就。楊振寧和Mills的論文，從數(shù)學(xué)觀點(diǎn)講，是從描述電磁學(xué)的阿貝爾規(guī)范場論到非阿貝爾規(guī)范場論的推廣。而從物理觀點(diǎn)上講，是用此種推廣發(fā)展岀新的相互作用的基礎(chǔ)規(guī)則。在主宰世界的4種基本相互作用中，弱電相互作用和強(qiáng)相互作用都由楊一Mills理論描述，而描述引力的愛因斯坦的廣義相又寸論也與楊一Mills理論有類似之處。楊振寧稱此為〃對稱支配力量〃。楊一Mills理論是20世紀(jì)后半葉偉大的物理成
6、就,楊一Mills方程與Maxwell方程、Einstein方程共同具有極其重要的歷史地位。很抱歉,沒有找到一張關(guān)于羅伯特?勞倫斯?米爾斯照片，他由于后來沒有其他的理論發(fā)現(xiàn)，所以沒有楊振寧知名。但是我們依然不應(yīng)該忘記他。通過上面的介紹，大家知道了，楊一米爾斯理論也是一個(gè)非線性波動(dòng)方程。這個(gè)很重要。他和愛氏的場方程，以及麥克斯韋方程組具有同樣重要的地位,都是劃時(shí)代的發(fā)現(xiàn)。那么這個(gè)理論最初是為了解決上面問題呢？它起源于對電磁相互作用的分析,利用它所建立的弱相互作用和電磁相互作用的統(tǒng)一理論,已經(jīng)為實(shí)驗(yàn)所證實(shí)，特別是這理論所預(yù)言
7、的傳播弱相互作用的中間玻色子,已經(jīng)在實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)。楊-米爾斯理論又為硏究強(qiáng)子（參與強(qiáng)相互作用的基本粒子）的結(jié)構(gòu)提供了有力的工具O楊振寧和米爾斯發(fā)現(xiàn),量子物理揭示了在基本粒子物理與幾何對象的數(shù)學(xué)之間的令人注目的關(guān)系?；跅?米爾斯方程的預(yù)言已經(jīng)在如下的全世界范圍內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室中所履行的高能實(shí)驗(yàn)中得到證實(shí)：布羅克哈文、斯坦福、歐洲粒子物理研究所和筑波。盡管如此，他們的既描述重粒子、又在數(shù)學(xué)上嚴(yán)格的方程沒有已知的解。特別是沒有被大多數(shù)物理學(xué)家所確認(rèn)、并且在他們的對于"夸克"的不可見性的解釋中應(yīng)用的"質(zhì)量缺口"假設(shè)，從來沒有得到一個(gè)數(shù)
8、學(xué)上令人滿意的證實(shí)。在這一問題上的進(jìn)展需要在物理上和數(shù)學(xué)上兩方面引進(jìn)根本上的新觀念。不知道大家發(fā)現(xiàn)沒有,看過我物理科普書籍《變化》的朋友一定會(huì)想到愛氏的場方程的。愛氏場方程也是很難有確切解,也是非線性波動(dòng)方程。這和楊一米爾斯理論有很大的相似之處。一貫的想法讓我不認(rèn)為這是偶然,所有描述最根本的宇宙方程,都顯示了其深刻的
